基于msp430的溫控系統

第一個是PID算法的改進，由于溫度控制是一個只能加熱不能制冷的控制，所以我們只用了PI。首先通過P讓溫度加到一個離設定溫度較近的溫度，然后利用I逼近設定溫度。

程序如下：

voidpid()

{

if(set_t-now_t>13)

e2=0;

e1=set_t-now_t;//設定值和實際值之間的誤差

uk=kp*e1+ki*e2+kd*e3;

//wr_float(0,1,e2);

e2=e1+e2;

e3=e1-e4;

e4=e1;

if(uk>speed)//防止升溫過快

uk=speed;

if(uk<0)

uk=0;

control_value=1-uk;//pid輸出的控制量即PWM的占空比

}

第二個是時間控制的線性算法

在時間控制中要求溫度從40°均勻加熱到60°，并且時間任意可設。

本程序實現的方法是：設定時間set_time是以s為單位，把40°到60°的這20°溫差平均分成set_time份。然后在控制周期中，每一個周期讓時間段time_m自加1，然后根據平均的公式算出該時間段應該達到的溫度，公式如下：

因為控制時間輸入set_time是以s為單位，而控制周期是100ms，所以上面要除以10。

具體的實現代碼如下：

control_m_value=(float)time_m/set_time;

control_m_value=control_m_value/10;//時間的控制以100ms為單位，時間的設定是以1s為單位

control_m_value=40+20*control_m_value;

set_t=control_m_value;

pid();

CCR1=control_value*12000;//調節PWM的占空比12000為PWM周期

4、軟件流程圖：（貼入各程序流程圖）

程序是整個系統中很重要的一個組成部分，它在硬件的基礎上協調著整個系統各個硬件部分的一同工作，控制著整個溫控系統的一舉一動。軟件的主要功能包括有：

（1）傳感器信號的采集、處理

（2）加熱絲的PWM輸出

（3）加熱的溫度和速度控制

（4）溫控系統運行流程控制：程序初始化、溫控的啟動與結束、液晶顯示模塊控制

（5）溫控信息顯示與參數設定：狀態顯示、控制算法參數設定等

上面的幾個能中，除了程序的初始化在主函數中執行，其他的各個部分都是在中斷函數中執行的，其中鍵盤檢測和數據輸入是在鍵盤中斷中執行，其他的數據采集、處理、控制等都是在定時器5ms中斷中執行的。單片機平時處于低功耗模式，降低功耗。

程序的流程圖如下：

圖5程序流程圖

5、測試方法描述：（含模塊與系統測試方法）

（1）電源模塊：輸入8V直流電壓，通過測試各點電壓輸出，保證5V的供電電源和4.2V的參考電壓的正確輸出。

（2）測量模塊：測量pt100兩端的電阻，然后計算橋臂的理論電壓值，測量兩個橋臂的電壓，與理論值進行對

比。測量儀表放大器的輸入，對比理論計算經過儀表放大器的電壓和實際儀表放大輸出。通過在這些對比檢查測量電路是否正常工作。

（3）輸出控制模塊：焊接完后，在控制口上加5V和0V電壓，看電路是否正常通斷。

（4）燈選模塊：通過人為的給選擇端加高低電平，看燈是否正常亮阻值為135歐姆的固定電阻接在pt100處，然后測橋電路輸出，運放輸入及輸出

6、測試數據：（列表說明）

測試數據表格如下表1

	V（參）
	4.2V	4V	3.8V
V+	117.20mv	86.09mv	81.45mv
V-	90.12mv	111.84mv	106.23mv
ΔV	26.98mv	25.62mv	24.9mv
Vo	3.872v	3.682v	3.573v

其中V+表示含有pt100的橋臂輸出。V-表示另一路橋臂輸出。ΔV表示儀表放大輸出。Vo表示儀表放大器的輸出。V（參）表示AD和橋電路的參考電壓。

7、數據分析與結論：（含測試數據分析、結論等）

（1）計算公式如下：

測得的V+和V-都可以通過電路參數計算來衍生是否正確，ΔV的值可以通過V+和V-的差值來驗證，儀放的增益

也可以通過電路參數來驗證

（2）結論分析

測得的數據和用電路上各參數計算所得的理論值之間有一定的誤差，但誤差在可以接受的范圍內。由于電阻

等的實際值與標稱值之間是存在誤差的，故最終我們是以測得的數據為標準來換算溫度的值的，但我們會多測幾組數據綜合一下以盡量減小誤差。

8、總結

這次的電信實訓我們選做的還是上次參加電設的題目——溫度的測量與控制，只是這次相較于之前做了些該進。為減小誤差，Pt100采用3線式的、運放也改成了精密性及穩定性更高的儀放；加熱裝置也從空心瓷電阻改成了易于控制的加熱絲；大噪聲、反應慢的繼電器也改成了MOS管；軟件上也做了一定的優化。經過這10天的努力我們成功的完成了實訓要求的所有指標，對減少硬件電路設計誤差有了更深的認識，同時也對MSP430單片機的優勢和局限性有了一定的認識。

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